Les transports ferroviaires sont des transports collectifs émettant peu de CO2, et sont considérés comme un mode de transport durable.
Le transport ferroviaire est un moyen de transport plus écologique que le transport aérien, routier ou maritime.
Le train est beaucoup plus économe d'un point de vue énergétique : il consomme 2 à 3 fois moins d'énergie que le transport routier.
Selon la SNCF, pour l'énergie équivalente à 1 kg de pétrole par tonne de marchandise, un camion peut parcourir 58 kilomètres, et un train 111.
Le transport par voie de chemin de fer émet peu de gaz à effet de serre, responsables du réchauffement climatique :
- Il émet 1,3 % des émissions de CO2 liées du transport en France métropolitaine, contre 93 % pour les voitures
- il nécessite très peu d'énergies fossiles
- l'électricité nécessaire à la traction des locomotives provient en France de sources peu émettrices de gaz à effet de serre (énergie nucléaire et hydraulique)
Le transport par fret ferroviaire se développe en France, sous l'impulsion du Grenelle de l'environnement. En 2008, 1300 trains de fret circulent tous les jours, et retirent des routes 7,2 millions de camions par an.
Le transport ferroviaire en qualité de transport collectif de personnes bénéficie des mêmes avantages écologiques que le fret ferroviaire.
Le transport ferroviaire est en revanche responsable de pollution sonore, qui a des conséquences en terme de santé sur les riverains des gares ou des lignes de chemin de fer.